В детстве мы проводили эксперименты: клали монетку на рельсы или скидывали что-то с высоты. А если любознательному астрофизику дать «поиграться» с черной дырой, какие эксперименты он бы провел?

Спрашивает

Артем Гаврин

#космос

#черная дыра

#эксперимент

02.07.2023

164 178

Простой вопрос

Алексей Тимошенко

эксперт

Во-первых, к черной дыре стоит запустить серию космических аппаратов со всевозможными приборами — фотокамерой, разного рода спектрометрами (от ИК до гамма-диапазона), а также магнитометрами. Это позволит детально изучить процессы вокруг черной дыры, от формирования аккреционного диска до разрушения падающих тел.

Можно тут, конечно, придраться и сказать, что это не эксперимент, а наблюдение — но вообще-то в астрофизике часто говорят «эксперимент» именно про приборы на борту какого-нибудь космического аппарата.

Во-вторых, можно попытаться развернуть в окрестностях черной дыры аналог ELISA — космического детектора гравитационных волн. Ну или хотя бы лазерную сеть между несколькими аппаратами, которая позволит точно картировать создаваемые черной дырой искажения пространства-времени: это может быть интересно в контексте поиска отклонений от Общей теории относительности (ОТО для краткости). Относительно дешевый аналог такого эксперимента — телескоп, наблюдающий звезды вблизи видимого диска черной дыры, он тоже позволит сравнить реальное отклонение света с теоретически предсказанным и наблюдаемым на больших расстояниях (ну вдруг есть какие-то малые отклонения от ОТО, которые мы не видим?).

В-третьих, на аппарат, находящийся в непосредственной близости от черной дыры, можно поставить атомные часы и проверить эффект замедления времени — опять-таки для уточнения ОТО. Все три предложения, в принципе, реализуемы с нынешним уровнем технологического развития, вот только черной дыры под боком у нас нет.

Если же немного пофантазировать о будущем, то можно и еще один просто замечательный эксперимент провести — скинуть в черную дыру приличных размеров астероид и детально измерить энерговыделение: сколько уйдет в тепло при разрушении, а сколько выделится в виде гравитационных волн.

И все это, разумеется, касается «обычной» черной дыры звёздной массы. К сверхмассивным черным дырам куда как сложнее подобраться, а дыры меньшей массы сами по себе пока остаются весьма гипотетическими объектами.

А кто вообще, на сегодняшний день, вообще доказал существование чёрных дыр? Это теоретический объект. И если от него гравитация распространяется, то как она должна распрастранятса. Почему галактики не сферической формы. Ну можно задавать вопросы и дальше. И вообще, что такое ОТО. Понимание того, что пространство не стацыонарно. Или стацыонарно но мы этого не сможем понять. Вот тебе оперировании понятиями.

Ответить

katauri morningstar

03.07.2023

Спрашивающего в скафандре скинуть,да. На деле у нас нет рядом ЧД(тьфу-тьфу,у нас стабильная система,лишнего источника гравитации не хватало). И наблюдать за черным сфероидом почти без аккреционного диска - скучно. Да,если туда сбросить астероид и замерить с учётом погрешностей скажем температуру или скорее излучение - это что то бы сказало нашей науке. А так чд с внешней стороны это всего то массивный компактный объект.

Ответить

Mad Dyx

03.07.2023

"разного рода спектрометрами (от ИК до гамма-диапазона)" - эксперт от бога....

Ответить

Александр Романенко

03.07.2023

Абсолютно не верный ответ. Первый пункт - бросили бы туда Алексея Березина. Тем самым спасли бы весь мир от деградации.

Ответить

Zhe Sh

02.07.2023

А если серьезно, то напрашивается непосредственное измерение излучения Хокинга. И в случае подтверждения в качестве исключения награждение автора открытия Нобелевкой спустя 500 лет после смерти.

Ответить